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Bremsvorrichtung mit Anlege- und Krafthub für Schienenfahrzeuge Die
Forderung nach Erhöhung der Bremsleistung bei gleichbleibendem Höchstdruck und Bremszylinderdurchmesser
zwingt zur Erhöhung der Gestängeübersetzung. Der Gesamthub, bestehend aus Anlegehub
und Krafthub, wird dadurch um den übersetzungsfaktor vervielfacht und erfordert
einten hohen Luftbedarf. Diese Schwierigkeiten werden bei bekannten Lösungen dadurch
vermieden, daß für den Anlegehub und den Krafthub zwei verschiedene Zylinder verwendet
werden. Diese Bremsvorrichtungen haben aber den Nachteil, daß für die zeitlich richtige
Steuerung der beiden Zylinder verwickelte und daher teure und störanfällige Steuereinrichtungen
vorgesehen werden müssen, daß die Anzahl der Druckluftleitungen eine verhältnismäßig
große ist und daß die Ausrüstung der Bremsv orrichtung mit zwei Kolben und zwei
Zylindern die Fertigungskosten abermals erhöht.
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Zweck der Erfindung ist es, alle diese Nachteile dadurch zu vermeiden,
daß bei einer Bremsvorrichtung der Anlegehub und der Krafthub durch eine einzige
Kraftquelle bewirkt werden, wobei aber die Gestängeübersetzungen für den Anlegehub
und den Krafthub verschieden sind und selbsttätig in Wechselwirkung arbeiten.
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Die Fig. i bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen
Betriebszuständen, teilweise im Schnitt.
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Der Aufbau der Vorrichtung ist folgender: Mit i ist der Bremszylinder
bezeichnet, an dessen Kolben-
Stange der Zylinderhebel 2 und an
dessen Gehäuse der Zylinderhebel 3 schwenkbar befestigt .ist. Im Punkt 4 des Zylinderhebels
2 ist der Spindelteil 5 der Anlegestange schwenkbar angeordnet, während der Hülsenteil
6 derselben bei 7 am Zylinderhebel 3 angelenkt ist. Die Hauptbremsstange besteht
aus dem Hülsenteil 8, welcher bei 9 mit dem Zylinderhebel2 schwenkbar verbunden
ist, während .der Spindelteil io bei ii schwenkbar am Zylinderhebel 3 befestigt
ist. Eine Steuerhülse 12 ist auf beiden Teilen 8 und io der Hauptbremsstange verschiebbar
angeordnet. Die Steuerlasche 13 ist bei 14 schwenkbar mit dem Hülsenteil 6 der Anlegestange
5, 6 und bei 15 schwenkbar und längs verschieblich mit der Steuerhülse 12 verbunden.
Die Steuerstange 16 bildet infolge ihrer Anlenkung an den Zylinderhebel 2 bei 17
und ihrer Anlenkung an die Steuerlasche 13 bei 18 eine weitere Seite des verschiebbaren
Parallelogramms 4, 14, 18, 17. Die Verbindung vom Zylinderhebel2 zu den Bremsklötzen
erfolgt vom Punkt i9 aus über die Bremszugstange 2o bzw. vom Punkt 2i des Zylinderhebels
3 über eine nicht dargestellte weitere Bremszugstänge.
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Auf dem Spindelteil 5 ist eine Mutter 22 mit nicht selbsthemmendem
Gewinde aufgeschraubt, welche mit der in der Zeichnung rechten Fläche ihres Ansatzes
23 gegen das Kugellager 24 anliegt und mit ihrer linken Fläche nach Überwindung
des Spiels 25 gegen. die lose Scheiben 26 zum Anliegen kommt. Das Gegenlager des
Kugellagers 24 wird durch den entsprechend geformten Hülsenteil 6 gebildet. Die
Scheibe 26 wird durch die Druckfeder, 27 über das Kugellager 28 gegen den Ansatz
29 des Hülsenteiles 6 gedrückt. Der Hülisenteil 6 weist außerdem einen Anschlag
3o auf, gegen den das Ende des Spindelteiles 5 anliegen kann.
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Die Mutter 31 ist auf einem nicht selbsthemmenden Gewinde des Spindelteiles
io angeordnet. Ihr Ansatz 32 liegt zwischen den beiden Kugellagern 33 und 34. Das
Kugellager 33 ist seinerseits gegen den Hülsenteil 8 abgestützt, während das Kugellager
34 auf der Gegenseite des Ansatzes gegen die Steuerhülse 12 anliegt. Der Bund 32
der Mutter 31 ist so bemessen, daß er mit seiner in der Zeichnung rechten Stirnfläche
nach, Überwindung des Spiels 35 (Fig. 2) gegen eine Einziehung 36 des Hülsen teiles
8 zum Anliegen kommt. Die Steuerhülse 12 wird unter der Einwirkung . der Druckfeder
38, welche sich gegen den Hülsenteil 8 abstützt, in Richtung zur Mutter 31 gegen
das Kugellager 34 gedrückt.
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Um die Darstellung der Wirkungsweise der Vorrichtung zu vereinfachen,
wird in den folgenden Erläuterungen der Zylinderhebel 3 als feststehend angenommen.
Bei der tatsächlichen Ausführung, wie sie beim' Aufbau der Vorrichtung beschrieben
wurde,-würde sich der Zylinder ebe1.3 beim Bremsen unter dem Einfluß der Anlegestange
5, 6 bzw. der Hauptbremsstange 8, io in der Zeichnung nach rechts bewegen urid dadurch
die nicht dargestellten Bremsklötze zum Anlegen und Bremsen bringen. Durch die vereinfachende
Annahme ergibt sich jedoch kein Unterschied für die Funktion der übrigen- Teile
der Bremsvorrichtung.
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Die grundsätzliche Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die
Überbrückung des Klotzspiels beim Anlegen der Bremsklötze erfolgt mit niedriger
Übersetzung, um den Kolbenhub möglichst gering zu halten, während der Krafthub,
der erst die Bremskraft in die Bremsklötze leitet, bei hoher Übersetzung erfolgt.
Beim Anlegen sind beide Teile der Anlegestange 5, 6 starr miteinander gekuppelt.
Dadurch ergibt sich bei 4 ein Festpunkt für die Drehurig des Zylinderhebels z, während
gleichzeitig die Hauptbremsstange 8, io verkürzt wird. Nach erfolgtem Anlegen der
Klötze beginnt der Krafthub, bei dem die beiden Teile der Hauptbremsstange 8, io
starr gekuppelt sind und bei 9 ein Festpunkt - für die Drehung des Zylinderhebels
2 entsteht, während gleichzeitig die Anlegestange 5, 6 verlängert wird. Beim Lösen
der Bremsen spielen sich .die ,gleichen Vorgänge im umgekehrten Sinne und in umgekehrter
Reihenfolge- ab. Dieses-Wechselspiel ist im einzelnen folgendes: Der Anlegehub (Fig.
i) : Zu Beginn des Kolbenhubes 49 wird zunächst das Spiel 25 in der Anlegestange
5, 6 überwunden. Dadurch kommt die Mutter 22 an der Scheibe 26 zur Anlage, die vorher
schon unter der Einwirkung der Druckfeder 27 über das Kugellager 28 gegen den Ansatz
29 des Hülsenteiles 6 gedrückt wurde. Auf diese Weise wird die Mutter 22 durch Kraftschluß
zwischen ihr, Scheibe 26 und Hülsenteil 6 an der Drehung gehindert, die beiden Teile
5 und 6 der Anlegestange 5, 6 sind also starrgekuppelt. Dadurch ergibt sich bei
4 ein Drehpunkt für den Zylinderhebel 2. Es wird infolgedessen auf die Hauptbremsstange
8, io ein Druck ausgeübt, der bewirkt, daß der Hülsenteil 8 über das Kugellager
33 und die Mutter 3 i das Kugellager 34 gegen die Steuerhülse, 12 drückt. Die Mutter
31 kann sich dabei frei drehen. Gleichzeitig bewirkt aber die Steuerlasche 13, welche
über die Steuerstange 16 und den Anlenkpunkt 17 vom Zylinderhebel2 angetrieben wird,
die Verstellung der Steuerhülse z2 gegen die Wirkung der Druckfeder 38 in der Richtung
der Längsbewegung der Mutter 31, damit deren Bewegung nicht gehemmt wird. Diese
Vorgänge werden so lange fortgesetzt, bis die Bremsklötze anliegen, worauf der Punkt
des Zylinderhebels 2 und der Punkt 15 der Steuerlasche 13 die Strecke 40 (Fig. z)
zurückgelegt haben und der Zylinderhebel 2 sowie der Steuerhebel 15 und die Steuerlasche
13 die strichpunktiert gezeichnete Lage einnehmen.
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Der Kupplungshub (Fig. 2) : Der Krafthub über die große Gestängeübersetzung
bedingt zunächst, daß die beiden T'eil6 der Hauptbremsstange 8; io starr miteinander
verbunden werden, während die Verbindung der Teile der Anlegestange 5, 6 gelöst
j werden muß. Dies geschieht durch den nun folgenden Kupplungshub. Da die Bremsklötze
anliegen, wirkt der Punkt i9 als Drehpunkt für den Zylinderhebel 2, wenn die Bewegung
des Bremskolbens in der Zeichnung nach links fortgesetzt wird. Dabei legt der Anlenkpunkt
4 des Spindelteiles 5 am
Zylinderhebel 2 den Weg 42 zurück und hebt
über die Mutter 22 gegen die Wirkung der Druckfeder 27 die Scheibe 26 vom Ansatz
29 des Hülsenteiles 6 ab, so daß sich die Mutter 22 unter dem Einfluß der Zugkraft
drehen kann und die beiden Teile 5, 6 sich auseinanderbewegen können. Die Steuerhülse
12 wird, beeinflußt durch das Schwenken des Zylinderhebels 2 um den Drehpunkt i9,
über den Punkt 17, die Steuerstange 16 und die Steuerlasche 13 in der Zeichnung
nach rechts verschoben, so daß diese Verschiebung und der auf den Hülsenteil 8 der
Hauptbremsstange 8, io wirkende Zug nach links die Überbrückung des Spiels 35 bewirken.
Dadurch kommt der Mutteransatz 32 zum Anliegen gegen die Einziehung 36 des Hülsenteiles
8 und hemmt somit die Drehung der Mutter 31, wodurch beide Teile der Hauptbremsstange
8, io starr miteinander gekuppelt sind.
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Der Krafthub (Fig. 3) : Wird der Bremskolben noch weiter nach links
ausgefahren, dann wird unter Überwindung der Gestängedurchbiegung die auf die Bremsklötze
übertragene Kraft verstärkt. Da die Teile 8, io der Hauptbremsstange starr verbunden
sind, wirkt jetzt der Punkt 9 als Drehpunkt für den Zylinderhebel 2, und der auf
den Anlenkpunkt 4 ausgeübte Zug bewirkt die Verlängerung der Anlegestange 5, 6,
da sich die Mutter 22 frei drehen kann. Während des Krafthubs bewegt sich die Steuerhülse
12 unter der Einwirkung der Steuerstange 16 und der Steuerlasche 13 weiter nach
rechts, was jedoch ohne Einfluß auf die Funktion der Bremsvorrichtung bleibt.
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Die Fig.4 erläutert den Lösevorgang und zeigt die Gestängestellung
nach Rückgang der Gestängedurchbiegung unmittelbar vor der Kupplung der Anlegestange
5, 6. Nach Beendigung des Krafthubs geht mit dem Entlüften des Bremszylinders zunächst
die Gestängedurchbiegung zurück, wodurch die an den Bremsklötzen wirkende Bremskraft
vermindert wird. Nach dem Druckabfall im Bremszylinder wirkt die Gestängerückholfeder
auf die Vorrichtung ein. Es erfolgt ein Kupplungshub im umgekehrten Sinne wie beim
Bremsen. Drehpunkt für den Zylinderhebel 2 ist jetzt wieder der Punkt i9, der wegen
der großen Gewichte und Reibungswiderstände im Bremsgestänge einen vorläufigen Festpunkt
bildet. Der Hülsenteil 8 der Hauptbremsstange 8, io wird um den Betrag 44 nach rechts
verschoben und erzeugt dabei das Spiel 35 zwischen Mutter 31 und Einziehung 36 des
Hülsenteiles B. Das Gegenlager bildet das. Kugellager 33, welches sich seinerseits
gegen den Ringkragen 37 des Hülsenteiles 8 abstützt. Die Mutter 31 kann sich im
Sinne einer Verlängerung der Hauptbremsstange 8; io frei drehen. Der Anlenkpunkt
17, die Steuerstange 16 und die Steuerlasche 13 wirken dabei derart auf die Steuerhülse
12 ein, daß dieselbe am Kugellager 34 zur Anlage kommt. Spindelteil 5 und Hülsenteil
6 der Anlegestange werden um das Maß 42ineinandergeschoben, zwischen Ansatz 23 von
Mutter 22 und Ansatz 29 von Hülsenteil'6 entsteht wieder das Spiel 25, die Mutter
22 liegt gegen das Kugellager 24 an und dreht sich so lange auf der Spindel 5, bis
diese am Anschlag 3o des Hülsenteiles anstößt. Beide Teile der Anlegestange 5, 6
sind nun fest verbunden und bilden durch ihren Anlenkpunkt 4 am Zylinderhebel 2
einen Festpunkt für die Drehung dieses Hebels. Sobald die Anlegestange 5, 6 starr
gekuppelt ist, wird der Widerstand der Gewichte und Reibwerte im Bremsgestänge überwunden.,
und der Drehpunkt des Zylinderhebels 2 wandert vom Punkt 19 zum Punkt 4.
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Die weitere Schwenkbewegung des Zylinderhebe-ls.2 (Fig. 5) bewirkt,
daß über den Anlenkpunkt 17, die Steuerstange 16, die Steuerlasche 13 und das Kugellager
34 die Mutter 31 im Sinne einer Verlängerung der Hauptbremsstange 8, io gedreht-wird.
Wenn auf diese Weise das normale Klotzspiel wiederhergestellt ist, ist die Vorrichtung
wieder bremsbereit. Aber auch während des Lösens kann die Vorrichtung jederzeit
wieder auf Bremsen umgeschaltet werden.